在將電路板設計發布給合同制造商(CM)之前,您可以做的最重要的事情之一就是對其進行分析。這很重要的原因有很多,其中最重要的是檢查連接性和驗證功能。對于簡單的組件,檢查跟蹤連接非常簡單。但是,對于趨于更復雜的集成電路,分析并不是那么簡單。而且,當您的設計在多個互連的PCB上包含許多集成電路時,情況可能會令人生厭。
幸運的是,有一些方法可以幫助您執行此重要的系統評估。首先查看單個電路板和多個電路板上的典型集成電路仿真,可以最好地理解這種支持的好處。然后,我們將探討對單板或多板PCB系統執行集成電路仿真的最有效方法。
單板集成電路仿真
集成電路,通常稱為IC芯片,是電子世界的超級巨星。您的電路板布局很有可能會包括至少一個,甚至可能包括多個這些設備。它們的體系結構可以很簡單,例如,一組完全相同的分立器件。例如NAND,NOR或XOR門,要成千上萬個組件和大量內部電路,就變得極為復雜。
一些更復雜的集成電路是現場可編程門陣列(FPGA),微處理單元(MPU),其范圍可能從少量的引腳到數百個引腳,以及片上系統(SoC)設備,其中可能包含一臺完整的計算機集成電路上的系統。
盡管無法直接對這些設備進行內部分析,但可以通過提供所需的輸入并評估設備的輸出來執行集成電路仿真。增強您的設計方法可以將混合信號仿真過程提升為混合水平過程。使用適當的SPICE仿真,可以使用傳統設計方法設計模擬電路,并使用自上而下的方法設計數字電路。
此類分析的結果可以提供大量重要信息,可用于改進電路板設計。例如,您可以驗證設備和電路板的運行情況,檢查走線并測量信號完整性參數,評估電路板的熱性能以及設置受控的阻抗和銅線重量。
不幸的是,大多數PCB設計包都不提供執行集成電路仿真的功能。在這些情況下,您將不得不在另一個應用程序中重新創建設計或將其導出到第三方電路分析程序。
跨多板設計的集成電路仿真
PCB通常不起作用或孤立運行。相反,作為多板PCB系統的一部分,您的板極有可能需要向其他板發送輸出,從其他板接收輸入以及與其他板通信。為了準確地分析集成電路,您必須能夠評估板之間以及板本身上的互連。
這種仿真水平需要復雜的系統分析軟件,該軟件可以執行系統級別仿真并采用專用信號分析,因為電路板互連可能是高密度和高速的。在幾乎所有情況下,您都需要利用第三方程序,例如行業標準的PSpice軟件包。
將創新的設計方法與SPICE模擬器結合使用,既可以對輸入信號的到達時間進行精確建模,也可以研究由FPGA控制時模擬電路的行為。
最有效的集成電路仿真
如上所述,執行集成電路仿真的能力提供了許多好處。這些不限于幫助評估性能或可操作性。實際上,此仿真可通過確保在提交設計包之前確保所需功能所需的布局規范確實在CM設備和工藝能力的公差范圍內,從而幫助您進行制造設計(DFM)。但是,采用集成電路仿真方案會增加設計過程的時間和工時。因此,您有責任尋求執行此模擬的最有效方法。
最有效的集成電路仿真過程之一,使您可以同時分析電路板或系統,并將所需的更改或修改直接合并到設計中,而無需在通常需要的不同軟件包之間來回切換。這可以通過高級集成的3D設計和3D分析環境來完成。
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